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14讨论热塑性聚合物分子量及其分布、剪切速率、熔体粘度的关系 分子量分布宽.剪切速率增大.熔体粘度迅速下降.表现更多假塑性； 分子量分布窄.在宽剪切速率范围内.熔体表现更多牛顿性。

分子量相同时.从加工性能（熔体粘度）考虑.聚合物分子量分布可适当宽些

15拖曳流动.收敛流动.管外拉伸流动的特点

收敛流动：在流道截面尺寸逐渐变小的锥管或其它形状管道中的流动。特点：流动液体受剪切和拉伸两种作用。

拖曳流动：管道或口模的一部分运动.使聚合物随管道或口模的运动部分产生拖曳流动。特点：剪切流动.液体压力降及流速分布受运动部分的影响。 管外拉伸流动：非抑制性收敛流动（拉伸流动）.壁面速度不为 0；收敛角很小；拉伸方向存在速度梯度dvz / dz；拉伸流动区.聚合物细流在径向不存在速度梯度.细流截面上各点的速度相同。

16评价聚合物流变性的常用仪器和方法有哪些 ?

毛细管粘度计、 旋转粘度计、落球粘度计、 熔融指数仪、 螺旋流动试验和转矩流变仪等。

1）挤出式毛细管粘度计：

剪切速率.10-1～6 秒-1 .熔体和溶液.102 ～ 8 泊 能观察熔体弹性行为和熔体破裂等现象。 2）旋转粘度计：

剪切速率. 10-3～ 105 秒-1

转筒式适合浓溶液.锥板和平板式适合熔体。 能观测聚合物体系的弹性行为和松弛特性。 3) 落球粘度计：剪切速率。10 -2 秒-1以下.溶液。 4）熔融指数仪、螺旋流动试验和转矩流变仪等。

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17分析管道中流动液体.管中心区域温度低 .管壁附近区域温度高的原因。 （1）摩擦热 管中心.剪应力（剪切速率）低.摩擦热小； 随半径增大.剪应力和剪切速率增加.管壁区域的摩擦热最大。 （2）膨胀冷却效应 流体沿流动方向.存在压力降.体积逐渐膨胀.表观密度减小。 膨胀作用消耗液体中部分能量.产生冷却效应。管壁： 限制和摩擦力较大.膨胀率小.冷却效应较小；管中心：膨胀率大.冷却效应更大。

18“拉伸变硬”及其在加工中的应用。

吹塑薄膜或挤压中空容器型型坯时.采用 “拉伸变硬” 的物料, 制品很少出现应力集中或局部强度变弱而破裂.可获得形变均匀的制品.有利于挤压中空容器型坯、纺丝、吹塑薄膜以及片材的热成型。“拉伸变稀”会导致材料破坏。

19入口效应（入口端产生更大压力降）的原因

（1）大管小管（液体收敛流动）.流速和剪切速率增大.要消耗更多的能量才能相应提高剪应力和压力梯度；

（2）流速增大.液体动能增加.使能量消耗增多； （3）液体剪切速率的增大.使大分子伸展取向更大.高弹形变增加.要克服分子内和分子间的作用作力.也要消耗能量。导致液体进入小管时.能量消耗增多.压力降更大。

20画出螺槽中压力流动和拖曳流动的速度分布.讨论机头阻力的变化对螺槽中熔体流速和流率的影响；

总流速及分布V 拖曳流动和压力流动的叠加.

流率： Q ＝ V * S . q = Q p / QD. Q ＝ QD － Q p － Q L 1）机头开放. q ＝ 0.仅有拖曳流动.Q 最大； 2）机头对液体流动阻力增大, 反压和逆流增大.在螺槽不同深度出现流动速度 V 由正变负.Q 减小；

3）机头完全封闭时.反压和逆流达最大. Q = 0

21比较锥管中收敛流动和管外拉伸流动的特点.讨论锥管收敛流动在加工管道和模具设计中应用；（PPT 50） 锥管中收敛流动特点： 径向和轴向都有速度梯度；

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向方向.最大速度在锥管中心 .锥管管壁流速为零； 轴向( 液体流动)方向.最大速度在锥管的最小截面处；

锥管液体流动由剪切流动和收敛流动构成, 两种流动成分的大小取决于收敛角。收敛角减少.轴向速度差降低.收敛流动成分减少.剪切流动成分增多。收敛流动使拉伸弹性应变增加.会储存更多弹性能.可能导致制品变形或扭曲。 锥管收敛流动在加工和模具设计中的应用 1）锥管可降低流动扰动带来的压力降.减少流动缺陷.提高产品质量和生产能力。 2）避免死角.减少物料分解。

3）合理设计收敛角（ а< 100 ）.减弱因拉伸弹性应变增加而储存的弹性能； 4）设计合理的口模压缩比.可提高制品的密实度和强度压缩比过小.制品不密实.强度低；压缩比过大.机头体积大.挤出速度受限.受热不匀；

大管的口模压缩比多为 3 ～ 4； 小管口模压缩比为 4.5 ～ 8；

管外拉伸流动

非抑制性收敛流动（拉伸流动）. 壁面速度不为 0；收敛角很小；

拉伸方向存在速度梯度 dvz / dz；

拉伸流动区.聚合物细流在径向不存在速度梯度.细流截面上各点的速度相同。

22聚合物结构和固体杂质对聚合物结晶的影响;

少量固体杂质可作为成核剂.能促进聚合物结晶；过量的固体杂质阻碍聚合物结晶；

分子量高.熔体粘度高.大分子及链段运动困难.结晶能力降低； 大分子支化程度低.链结构简单、对称和规整.有利于结晶。

23聚合物结晶的温度范围?

结晶过程是大分子链段重排进入晶格.有无序变为有序的松弛过程。

（1）重排需要一定的热运动能.当T＜Tg .大分子双重运动冻结.不能发生分子重排和结晶。

(2）稳定结晶结构的形成需要足够内聚能.当T＞Tm.分子热运动的自由能大于内聚能.难形成有序结构。结晶所必需的热力学条件：热运动能和内聚能有适当比值结晶的温度范围在： Tg＜T＜Tm

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24熔融温度和时间对成核、结晶和制品性能等影响; 1加工熔融温度

原料本身结晶度高.晶粒较完整.重新熔化需较高温度。加工温度高. 对原结晶结构破坏愈多.残存晶核愈少； 2熔融状态的停留时间

高温停留时间长.对原结晶结构破坏愈多.残存晶核愈少 3熔融温度和熔融时间对成核过程和制品性能的影响

熔融温度高和熔融时间长.冷却时.残存晶核少.结晶主要为均相成核.成核需要诱导期.结晶速度慢.结晶尺寸较大；熔融温度低和熔融时间短.冷却时.残存晶核引起异相成核.

结晶速度快.晶体尺寸小而均匀.有利于提高力学强度、耐磨性和热畸变温度

25何谓高分子的取向? 取向和结晶有何异同 ? 。 聚合物的取向：高聚物的分子链沿某特定方向作优势的平行排列的过程。包括分子链、链段和结晶高聚物的晶片、晶带沿特定方向择优排列。 结晶取向的异同

（1）高分子的结晶属于高分子的一个物理特性.不是所有的高聚物都会结晶.而所有的高聚物都可以在合适的条件下发生取向。 （2）结晶是某些局部区域内分子链在三维空间的规整排列.而取向一般是在一定程度上的一维或二维有序.是在外力作用下整个分子链沿特定方向发生较为规整排列。 （3）结晶是在分子链内部和分子链之间的相互作用下发生的.外部作用也可以对结晶产生一定的影响；取向一般是在外力作用和环境中发生的.没有外力的作用.取向一般不会内部产生。 （4）结晶主要发生在Tg~Tm范围内.而取向可以发生在Tg或Tm以上的任何温度（热拉伸或流动取向）.也可以在室温下进行冷拉伸获得。

（5）结晶单元为高分子链和链段.而取向单元还可以是微晶(晶粒)。

26球晶拉伸形变过程有哪些阶段?

( 1 ) 弹性形变阶段：球晶变长成椭球形； ( 2 ) 不可逆形变阶段：变为带状结构.不稳定状态 拉应力使链状分子从晶片中拉出.部分结晶熔化.使晶片间产生滑移、倾斜.部分晶片沿受力方向转动和取向； 也使球晶界面或晶片间薄弱部分破坏.形成小晶片.晶片出现更大程度的倾斜滑移和转动。 ( 3 ) 重结晶阶段： 被拉伸和平行排列的分子链重结晶.与已取向的小晶片形成稳定的微纤维结构。

27如何理解温度对聚合物取向和解取向有着相互矛盾的作用； T 升高.η降低.粘性 (塑性) 形变更大.有利于取向； 大分子热运动加剧.松弛时间缩短.也易发展解取向； 聚合物的有效取向取决于上述两个过程的平衡。

28说明聚合物球晶的形成过程。 球晶的形成过程：

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熔体冷却时.有序区域（链束 ）. 晶胚.初始晶核 ； 大分子链重排.晶片 .生长. 初级球晶 ；球晶

29分析非晶聚合物在不同温度下（玻璃化温度附近.Tg～Tf.Tf以上）的拉伸取向过程机理及其取向结构；

（1）在Tg温度附近. 进行高弹拉伸和塑性拉伸

（a）拉应力＜屈服应力.产生高弹拉伸

取向为链段形变和位移.取向结构不稳定.取向度低； （b） 拉应力＞ 屈服应力.引起塑性拉伸.

使高弹态下的大分子解缠和滑移.发展为不可逆的塑性形变.取向结构稳定.取向度高。

在拉力方向.存在的速度梯度.使聚合物取向程度沿拉伸方向逐渐增大

（2） 在Tg～Tf(或Tm)温度区间.塑性拉伸

升高温度.模量和屈服应力降低.使拉应力降低.拉伸速度增大；产生连续的塑性形变.获得较高和较稳定的取向结构。 （3） T > Tf. 粘流拉伸

温度高.粘度低.很小应力易使大分子解缠、滑移和取向； 但解取向也快.有效取向度低.拉伸过程不稳定.液流易中断。

30根据图4-15分析剪切流动中.说明注射成型矩形长条试样时聚合物中的取向度分布.并分析其原因；（ppt 146）

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